Modelos de Dispersión de Contaminantes y Erosión: Tipos y Características

1. Modelos de Dispersión de Contaminantes Atmosféricos

Los modelos de dispersión son herramientas computacionales que simulan el comportamiento de los contaminantes en la atmósfera. Se clasifican principalmente en cuatro tipos:

• Gaussiano (AERMOD View): Modelo de pluma en estado estacionario. Simula la dispersión de contaminantes en el aire y su deposición, considerando condiciones meteorológicas, características del terreno y la presencia de edificios cercanos a la fuente.
• Euleriano (CAMx): Modelo de dispersión fotoquímica. Evalúa de forma integrada la contaminación troposférica (“una atmósfera”) a través de distintas escalas espaciales, desde barrios hasta continentes.
• Lagrangeano (AUSTAL): Sigue matemáticamente una parcela de aire. Conociendo la velocidad y dirección del viento, se puede determinar su trayectoria. AUSTAL considera la topografía en el campo eólico y, por lo tanto, en la dispersión de contaminantes.
• Tipo PUFF (CALPUFF): Calcula la dispersión de contaminantes de una emisión instantánea (llamada “puff”) a lo largo de una trayectoria. Es no estacionario en función del tiempo y toma en cuenta la topografía y el tipo de uso de suelo.

2. Información para la Alimentación de los Modelos de Dispersión

Los modelos de dispersión requieren información específica para funcionar correctamente:

• Tipo de terreno: La heterogeneidad del terreno es proporcional a su complejidad.
• Tipo de contaminante: Se distingue entre contaminantes primarios (emitidos directamente a la atmósfera) y secundarios (producto de reacciones químicas en la atmósfera).
• Extensión: Se toma como punto de referencia los 5 km. Para extensiones menores, en terrenos homogéneos, se suelen usar modelos gaussianos. Para extensiones mayores, en terrenos heterogéneos, se emplean modelos PUFF o eulerianos.

3. Modelos de Erosión del Suelo

3.1. Erosión del Suelo

La erosión es un fenómeno natural o antrópico de transformación permanente de la superficie del suelo. El agua y el viento son los principales factores degradantes. Los daños afectan la producción ambiental y alimentaria. Se mide en unidades de peso o volumen por unidad de superficie y tiempo. La erosión es uno de los problemas más importantes del sector silvoagropecuario, ya que disminuye la productividad y eficiencia del suelo, debido a la baja retención de agua y nutrientes.

3.2 Características de los Modelos de Erosión

Modelizar la erosión se basa en comprender las leyes físicas y químicas que controlan los procesos de arranque y transporte de partículas de suelo y rocas.

Los modelos usados para la modelación de suelos se clasifican según los datos que utilizan en:

• Físicos
• Análogos
• Digitales

A su vez, pueden ser:

• Con base física
• Estocásticos
• Empíricos

Detalle de cada tipo:

a) Físicos: Modelos a escala construidos en laboratorio. Requieren asumir similitudes entre el modelo y el mundo real.

b) Analógicos: Usan sistemas mecánicos o eléctricos análogos al sistema investigado.

c) Digitales: Requieren el uso de ordenadores para procesar los datos. Se subdividen en:

• Con base física: Poseen ecuaciones que toman en cuenta las leyes de conservación de masa y energía.
• Estocásticos: Generan series de datos a partir de las características estadísticas de datos preexistentes.
• Empíricos: Se basan en relaciones estadísticamente significativas de las variables con una base de datos razonable.

Según el nivel de detalle del funcionamiento interno del sistema, los modelos se pueden clasificar como:

• De caja negra: Estudia las entradas y salidas principales, como la pérdida de suelo, sin conocer la causa detallada.
• De caja gris: Se conocen algunos detalles del funcionamiento del sistema.
• De caja blanca: Se conocen todos los detalles del funcionamiento del sistema.